1 南阳职业学院机械与汽车工程学院，河南 南阳 474500
2 郑州科技大学机电工程学院，河南 郑州 450064
3 西峡乐力嘉液压科技有限公司，河南 南阳 474500
采用3D打印成形方法制得内燃机用沉积态Ti600钛合金，利用相关仪器表征各取向(与激光扫描方向成45°、扫描方向和沉积方向)上的钛合金微观组织，并通过MTS万能拉伸机测试了其在各取向上的室温静态压缩特性。研究结果标明：在沉积方向上形成了很高的温度梯度，导致β相出现外延生长，生成了等轴晶组织，β相柱状晶尺寸接近400 μm；各取向的试样中都形成了密排六方类型的晶体组织；45°角取向试样发生了(101)择优取向。各取向的试样断口处形成了许多韧窝和撕裂棱，表现为韧性断裂现象；按照韧窝尺寸大小排序依次为沉积方向、扫描方向、45°；45°取向试样达到了更高强度，其屈服强度接近890 MPa，同时断裂强度为980 MPa，沉积方向与扫描方向试样的强度基本相同；45°取向试样(101)取向生长减弱了材料变形阶段晶粒协调能力，抑制了变形过程的发生，达到了最高的强度，并且塑性发生降低。
3D打印成形 钛合金 微观组织 静态压缩 力学性能 laser rapid prototyping titanium alloy microstructure static compression mechanical properties
1 国网新疆电力有限公司电力科学研究院, 新疆 乌鲁木齐 830000
2 国网新疆电力有限公司, 新疆 乌鲁木齐 830000
3 国网新疆伊犁伊河供电有限责任公司, 新疆 伊犁 835100
4 北京物联感知科技有限公司, 北京 101100
基于光纤光栅的OPGW异常监测得到了广泛研究, 但异常检测数据在分类识别判断是否为正常信号和虚假信号上存在较大困难, 针对上述问题, 研究了基于改进型的网格搜索法进行随机森林分类。首先在理论上构建分类识别模型, 通过粒子群算法迭代寻找最优分类解; 然后将监测数据分为多帧训练集、测试集和验证集, 分别实现传统随机森林算法、网格搜索随机森林算法和改进型网格搜索随机森林算法对异常振动分类识别; 最后利用异常信号识别准确率和精确度具体量化三种算法对比结果。实际分类计算结果表明, 所研究的改进型网格搜索随机森林算法在测试集异常信号识别准确率可达98.56%, 验证集异常信号识别准确率可达99.56%, 证明了方法的有效性, 对OPGW光缆异常振动分类识别具有实际意义。
光纤光栅 光纤复合架空地线 随机森林 异常振动 fiber Bragg grating optical fiber composite overhead ground wire random forest abnormal vibration
1 太原工业学院 自动化系
2 太原工业学院 智能检测与控制工程(技术)研究中心， 太原 030008
研究了一种具有高灵敏度、小尺寸的四端梁结构的压阻式加速度计。利用有限元软件对不同悬臂梁、质量块尺寸的结构建立模型，并对该结构进行了灵敏度与应力分析、模态分析，以及动态响应分析。仿真研究结果表明，在50kg量程内，传感器轴向灵敏度达到7.40μV/g，横向灵敏度为0.33%，线性度为0.06%，响应时间为20.3μs，固有频率为111.2kHz。抗冲击性能能达到334000g，可以满足高g值环境下的测试需求，同时该研究为研制高性能传感器提供了一种准确且高效的仿真方法。
压阻 高g值加速度计 有限元仿真 piezoresistive high g accelerometers finite element simulation
1 江苏省新能源技术工程实验室，南京 210046
2 南京邮电大学(NJUPT)理学院，南京 210046
最近，对二维铁磁材料的研究已成为自旋电子器件领域的热点。本文通过自旋极化密度泛函理论计算，设计出一种新型的二维材料Fe3As，其居里温度(Tc)为300 K，可达到室温。预测的二维Fe3As具有很强的面内Fe—Fe耦合，其大的磁各向异性能量(MAE)大约为366.7 μeV，有助于材料维持长程铁磁序。这种二维Fe3As的能带同时具有平带和狄拉克点的特征。值得注意的是，平带的位置与磁耦合的强度正相关。此外，在双轴应变的作用下，随着平带和费米面之间的距离不断减小，Tc也在逐渐升高。因此，Fe3As单层有望成为二维室温自旋电子学器件的一种有前途的候选材料。
自旋电子学 二维材料 磁学性质 笼目结构 第一性原理计算 Fe3As Fe3As spintronics two-dimensional material magnetic property Kagome structure first-principle calculation
西安交通大学电子与信息学部电子科学与工程学院物理电子与器件教育部重点实验室，陕西 西安 710049
本研究利用搭建的高精度单颗粒偏振光谱表征系统，测量了六方相NaYF4：Sm3+和单斜相BiPO4：Sm3+单颗粒微米晶体的偏振发光特性，并结合偏振庞加莱球法和偏振拟合法对偏振发光峰进行了分析。结果表明，两种晶相中的Sm3+离子均发射部分偏振光，不同的是，六方相发光峰的线偏角精确沿着或垂直于结晶c轴，而单斜相发光的线偏角与结晶c轴存在非平行或正交的夹角。基于局部点群对称性和晶体宏观对称性，揭示了六方相发光峰的正交线偏角起源于光学跃迁偶极子绕结晶c轴的旋转对称分布，而单斜相中偶极子不具备旋转对称性，导致其发光峰的线偏角随机取向。该发现对于利用晶体结构获得具有理想偏振发光特性的稀土单颗粒晶体具有指导意义。
稀土单颗粒光谱 偏振发光 晶体结构 点群对称性 激光与光电子学进展
2023, 60(11): 1106028
1 复旦大学 现代物理研究所 核物理与离子束应用教育部重点实验室 上海 200433
2 理论物理专款上海核物理理论研究中心 上海 200438
3 上海交通大学 物理与天文学院 上海市粒子物理和宇宙学重点实验室 粒子物理与星系宇宙学教育部重点实验室 上海 200240
4 Cyclotron Institute and Department of Physics and Astronomy, Texas A&M University, College Station, TA77843, USA
5 兰州大学 物理科学与技术学院 兰州 730000
6 同济大学 物理科学与工程学院 上海 200092
7 Physics Department, Brookhaven National Laboratory, Upton, NY11973, USA
寻找量子色动力学（Quantum Chromodynamics，QCD）相变信号是当前重离子碰撞实验的一个基础科学目标，对理解强相互作用物质的性质、大爆炸初期的宇宙演化、超新星的爆发机制、致密星的内部结构以及双中子星并合产生的引力波等重要前沿问题都具有重要意义。当重离子碰撞中发生非连续QCD相变时，引发的强相互作用物质的密度涨落与关联可以通过轻原子核的产额观察量来探测。核子间的多体关联决定了重离子碰撞中轻核的产额。特别地，基于核子并合模型对于轻核产额的计算表明质子（）、氘核（）和氚核（）的产额比值敏感于核子密度涨落与关联，是一个较好的寻找QCD相变信号的可观测量。进一步，基于输运模型对于重离子碰撞中的手征相变的模拟发现，当系统的相轨迹经过一阶相变区域时，轻核产额比值有明显增加。这些结果为利用重离子碰撞中的轻核产生寻找QCD相变提供了理论依据。
重离子碰撞 QCD相变 轻核产生 并合模型 临界涨落 Heavy-ion collisions QCD phase transition Light nuclei production Coalescence model Critical fluctuation
1 河南职业技术学院汽车工程学院，河南 郑州 450046
2 河南理工大学机械工程学院，江苏 无锡 214122
3 郑州宇通客车股份有限公司，河南 郑州 450061
选择内燃机用Ti2AlNb锻造试样作为测试材料，对其实施送粉激光增材处理并测试不同激光能量密度下的熔覆组织特性，分析试样结合区的力学特性变化。研究结果表明：线能量密度为100 J/mm时，下部基材区形成与锻态基材同样的组织结构；顶部区域中存在对沉积层形成穿透的β柱状晶。下部区域存在等轴形态与片层状两种α相；中部包含了等轴与片层状α相，β相内还存在次生α相，该相数量随线能量密度提高而增长；上部结合区中形成魏氏组织，在β晶粒中存在α片层组织。提高线能量密度后，试样拉伸强度与屈服强度减小，而延伸率变大。线能量密度为100 J/mm时，形成力学性能最优的结合区组织，获得最大拉伸与屈服强度。试样拉伸断口存在剪切唇以及韧窝形貌，发生了韧性断裂。
激光增材制造 线能量密度 结合区 显微组织 力学性能 laser additive manufacturing linear energy density combining area microstructure mechanical property
中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院, 北京 100083
为探究纤维体积掺量对聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(PVA-ECC)断裂过程的影响, 基于50 mm的分离式霍普金森压杆(SHPB)装置对不同纤维体积掺量(0%、0.75%、1.50%、2.25%、3.00%)的PVA-ECC中心切槽半圆盘弯曲(NSCB)试件进行冲击试验, 同时结合超高速数字图像(DIC)相关试验系统对PVA-ECC材料的动态断裂过程进行试验研究, 得到了预制裂纹尖端张开位移的变化规律以及各组试件的临界裂缝尖端张开位移(CTODC)。结果表明, 当不添加PVA纤维或添加较少(小于1.50%)时, 裂尖宏观裂纹基本出现在裂尖荷载的峰值时刻处, 而随着PVA纤维掺量的增加, 裂尖宏观裂纹的出现显著早于裂尖荷载的峰值时刻, 并且纤维体积掺量越大, 裂尖宏观裂纹出现得越早, 裂纹扩展至完全断裂的时间也显著增加。添加聚乙烯醇纤维可以显著提高混凝土试件的CTODC值, 提高试件的阻裂能力, 相同冲击荷载下, 体积掺量为2.25%的聚乙烯醇纤维试件具有较大的CTODC值。
分离式霍普金森压杆 中心切槽半圆盘弯曲试件 动态断裂韧度 数字图像相关 裂缝尖端张开位移 PVA-ECC PVA-ECC split Hopkinson press bar notched semi-circular bend specimen dynamic fracture toughness digital image correlate crack tip opening displacement
自石墨烯被发现以来, 各种具有新奇特性的二维材料受到了越来越多的关注。Janus型二维材料具有不对称的表面特性, 这种特殊的结构往往具有独特的电学、磁学与光学性质, 使其成为近年来材料科学领域研究的热点。本文搭建了Janus型结构CrXX’(X/X’=S, Se, Te)(CrSSe, CrSTe, CrSeTe), 研究了体系的电学、磁学、光学性质, 并探究了双轴应变对其电学、磁学、光学性质的影响。结果表明, CrSSe、CrSTe与CrSeTe均呈现金属性, 都是电子的优良导体, 三种体系的电子结构对外加应变具有很好的鲁棒性。CrXX’(X/X’=S, Se, Te)具有本征铁磁性, 并且通过施加双轴应变可对其磁矩进行调控。此外, 三种体系均具有较高的居里温度, 特别是CrSTe的居里温度可达310 K。CrXX’(X/X’=S, Se, Te)还具有优异的可见光与紫外光吸收性能, 应变可对其光吸收系数进行调控, 并且压应变与拉应变可分别使其吸收谱线向短波与长波方向移动。本文的工作为进一步研究二维Janus单层CrXX’(X/X’=S, Se, Te)在新型室温自旋电子器件领域的应用提供了理论支持。
Janus型二维材料 第一性原理 密度泛函理论 磁电材料 电子结构 磁学性质 光吸收系数 Janus two-dimensional material first-principle density functional theory magnetoelectric material electronic structure magnetic property light absorption coefficient
1 河北泰恒安全评价咨询有限公司，河北 石家庄 050010
2 华北理工大学材料科学与工程学院，河北 唐山 063007
以37Mn5钢作为测试基材，利用选择性激光熔化（selective laser melting，SLM）工艺在基体表面制备WC/Co涂层，以恒电位方法测试了海水介质下的磨蚀性能。研究结果表明：WC/Co涂层产生（111）、（200）和（311）各晶面对应衍射峰。WC/Co涂层厚度约3 μm，形成较粗糙的表面结构，在载荷作用下发生划伤现象。当载荷为5 N时，极化曲线往右下角偏移，腐蚀电位也明显提高，得到更小的腐蚀电流密度，阳极区电流密度明显波动。提高阳极电位后，钝化膜已被击穿并产生了微孔，导致电流明显提高。当WC/Co涂层电位升高后，摩擦因数提高，引起涂层腐蚀现象，磨损量增加。电位0.5 V时涂层已经发生了磨穿，形成了大量点蚀形态凹坑结构，出现了划伤的犁沟，磨痕边界也发生了少数剥落。
油气管道 电位 选择性激光熔化 WC/Co涂层 微观组织 耐腐蚀性能 oil and gas pipelines potential selective laser melting WC/Co coatings microstructure corrosion resistant
